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“纳米药物只是纳米医学的一个方面,而把纳米技术应用到疾病的早期诊断和检测也是医学界一种新的思路和方法。”
6月19日,美国佐治亚理工学院DNA损伤修复蛋白质机器纳米医学中心主任包刚在第四届生物产业大会上作了一篇题为《开发纳米技术在医学中的应用》的报告。他指出,纳米医学是一个新领域,与人类健康和生活密切相关,充满了创新的机遇。
“保守估计到2020年,纳米医学市场将达到120亿美元。”包刚说。
一种新方法
“通俗地讲,纳米医学就是指把纳米技术应用到医学研究和临床的一门科学。”包刚先向记者解释了纳米医学的概念。
其实,纳米技术刚刚兴起的时候,更多应用在电子产品上。而把纳米技术引入到医学领域大概在2003年前后。美国2004年宣布启动“肿瘤纳米技术”,成立了“肿瘤纳米技术联合会”;同时2005年美国国家卫生研究院(NIH)出资在美国建立了8个专门从事肿瘤纳米医学研究的纳米中心。我国于2008年10月专门在香山科学会议上对纳米医学的相关问题进行了讨论。
中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室主任赵宇亮研究员表示,与传统分子药物相比纳米药物的最大优点在于,纳米药物可以利用纳米颗粒的小尺寸效应、容易进入细胞而实现高疗效;具备可以实现治疗与疗效跟踪同步化;此外,纳米因具有的多孔、中空、多层等结构特性,易于药物缓释控制,纳米药物因材料的性能优越,便于生物降解或吸收。
包刚说,虽然现在只有少数的纳米药物到达临床应用阶段,但是以纳米颗粒为载体的药物在疾病治疗上,可能有效地减少副作用,增强特异性和靶向性。
包刚特意以治疗肿瘤举例,通常我们都希望药物能在肿瘤部位发挥更大疗效,而实际上不管是注射治疗,还是口服药物,都有可能被其他正常细胞吸收。如果以纳米颗粒作为治疗药物的载体,再把一些靶向分子和特异分子放在纳米颗粒上,这样就可以增加药物在肿瘤中的浓度,不仅能增加疗效,还可以减少副作用。
他进一步解释,以纳米颗粒作为药物载体治疗的机理,“由于肿瘤发展速度比较快,它的内部来不及形成很好的血管壁,这样血管壁就会存在着孔状泄漏,而这些孔状都是纳米尺度的,这时,我们可以通过以纳米颗粒作为药物载体经由血管壁缝隙到达肿瘤组织内部,从而达到有效治疗的目的。”
不可忽视的安全性
“一种纳米药物在应用到临床之前,一定要对其安全性进行周密的考证。”包刚说,由于纳米颗粒是一种人工制造的、大小不超过100纳米的微型颗粒。它可以渗透到膜细胞中,并沿神经细胞突触、血管和淋巴血管传播。由于纳米颗粒是有选择性地积累在不同的细胞和一定的细胞结构中,有可能对人体健康产生威胁。
而通常我们理想中的纳米药物载体具备以下性质:毒性较低或没有毒性;具有较高的载药量;具有较高的包封率;适宜的制备及提纯方法;载体材料可生物降解,具有合适的粒径与形状;具有较长的体内循环时间等。
对此,俄罗斯医学科学院院士、医学博士、药理学科研所教授安德列·杜尔涅夫曾提出质疑,他认为,药物纳米颗粒与药物本身的毒性有着原则区别,一般药物安全评估的方法对纳米颗粒药物不适合。比如,研究纳米的特性实验最好在活机体上进行,而不要在细胞组织中进行。因为,纳米药物颗粒专用于患者,也就是说,应该在模拟一定疾病的活体上进行试验。
“作为纳米颗粒的四氧化三铁被美国FDA证实是无毒的。”包刚说。
前行中的“绊脚石”
谈到目前纳米医学发展的障碍,包刚认为主要体现在以下两方面:一方面是经费问题。真正把纳米医学应用到临床上,需要做动物实验、临床实验,这是一笔不小的费用;另一方面是专业人员的缺乏。由于纳米技术、纳米医学都是新兴领域,很多问题可能在发展中暴露出来,而专业研究人员的缺乏,无疑会影响纳米医学的发展。
“而实际上,对于靶向分子本身的研究也并不到位,现在依然不能解决如何有效地使纳米颗粒到达肿瘤细胞的问题。”包刚说。
记者通过查询发现,我国在“十五”、“十一五”期间,通过“973”计划和“863”计划也部署了多个纳米医学和纳米药物的研究项目。包刚坦言,国内对纳米医学的确在逐步重视,但是项目的资金投入还远远不够。